光电传感器工作原理与应用：光电反射式转速表

"光电反射式转速表工作原理-自动检测技术及应用（第2版）课件 （第十章（上） 光电传感器）" 光电传感器是自动化领域中常用的一种检测设备，它利用光电效应来转换光信号为电信号。在本课件中，主要探讨了光电反射式转速表的工作原理，它是通过光电传感器实现对旋转物体速度的精确测量。 光电反射式转速表的核心组件包括光源、聚焦透镜、反光纸、透镜、光敏二极管和数据运算电路。光源发出的光线经过聚焦透镜会聚成平行光束，照射到旋转物体上，反光纸贴在旋转物体上，将光线反射回系统。透镜再次聚焦反射回来的光线，使其落在光敏二极管上。光敏二极管在接收到光信号时会产生相应的电信号，这个电信号经过放大整形电路转化为TTL电平的脉冲信号。 这个脉冲信号与“秒信号”在与门中进行逻辑“与”操作。与门的输出脉冲数在1秒内与旋转物体每秒转数成正比。这些脉冲经过数据运算电路进一步处理，最终由数码显示器显示出来，以每分钟转数的形式呈现转速n。 光电效应是光电传感器工作的基础，分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三类。外光电效应如光电管，当光线照射到金属表面时，电子被释放出来；内光电效应如光敏电阻，光线导致材料电阻率改变；光生伏特效应如光电池，光线照射下产生电动势。每种效应对应不同的光电元件，如光电管、光敏二极管、光敏晶体管和光敏电池等，它们广泛应用于各种自动化设备和控制系统中。 爱因斯坦的光电方程描述了光子能量与电子逸出金属表面的关系，其中入射光频率必须大于特定的红限频率，才能引发光电效应。逸出功与材料性质有关，不同金属的逸出功不同，决定了其对光的响应特性。 在光电传感器的其他部分，如光电开关和光电断续器，以及更高级的CCD图像传感器、热成像技术和光导纤维传感器，也有着各自独特的原理和应用。这些技术不仅在工业自动化中起到关键作用，也在科学研究、医疗诊断、安全监控等多个领域发挥重要作用。 通过学习这一章节，读者将深入理解光电传感器的工作原理，掌握如何利用光电效应进行信号转换，以及如何设计和应用光电传感器解决实际问题。